第一章金属的力学性能及试验方法 金属材料性能:使用性能和工艺性能 使用性能:为保证机械零件或工具正常工作,材料应具备 的性能,它包括物理性能(如导电性、导热性、热膨胀性 等)、化学性能(如抗腐蚀性、抗氧化性等)和力学性能 工艺性能:在制造机械零件或工具的过程中,材料适应各 种冷、热加工和热处理的性能,它包括铸造、锻造、焊接、 切削加工等工艺性能以及热处理工艺性等。 力学性能:材料在外力作用下所显示的性能,又称机械性 能,如强度、硬度、塑性、韧性、抗疲劳性等
第一章 金属的力学性能及试验方法 • 金属材料性能：使用性能和工艺性能 • 使用性能：为保证机械零件或工具正常工作，材料应具备 的性能，它包括物理性能（如导电性、导热性、热膨胀性 等）、化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）和力学性能。 • 工艺性能：在制造机械零件或工具的过程中，材料适应各 种冷、热加工和热处理的性能，它包括铸造、锻造、焊接、 切削加工等工艺性能以及热处理工艺性等。 • 力学性能：材料在外力作用下所显示的性能，又称机械性 能，如强度、硬度、塑性、韧性、抗疲劳性等
强度 强度:金属抵抗永久变形和断裂的能力 拉伸试验法:拉伸试验在拉伸试验机上进行
• 一、强度 • 强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力 • 拉伸试验法：拉伸试验在拉伸试验机上进行
强度 强度:金属抵抗永久变形和断裂的能力 拉伸试验法:拉伸试验在拉伸试验机上进行 器 拉伸试样:圆形试样(断面为圆形),根据GB6397 86的规定,拉伸试样分为长比例试样或短比例试样。 对圆形试样:长试样l=10d。;短试样l=5d
• 一、强度 • 强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力 • 拉伸试验法：拉伸试验在拉伸试验机上进行 • 拉伸试样：圆形试样（断面为圆形），根据GB6397－ 86的规定，拉伸试样分为长比例试样或短比例试样。 对圆形试样：长试样l=10d。；短试样l=5d
拉伸曲线:在开始的Oe阶段,材料处于弹性变形阶段 超过e点后,除弹性变形外,材料开始产生塑性变形,曲 线在S点处出现一小段水平线段,这种现象称为“屈服” 标志着材料发生微量塑性变形。当拉伸力达到F。后,在 试样的标距长度内某处,横截面发生局部收缩,即产生 “缩颈”现象,此时拉伸力开始减小,故b点为曲线上集 中干预部,直至断裂(k点)
• 拉伸曲线：在开始的 阶段，材料处于弹性变形阶段； 超过e点后，除弹性变形外，材料开始产生塑性变形，曲 线在S点处出现一小段水平 线段，这种现象称为“屈服” ， 标志着材料发生微量塑性变形。当拉伸力达到 后，在 试样的标距长度内某处，横截面发生局部收缩，即产生 “缩颈”现象，此时拉伸力开始减小，故b点为曲线上集 中干预部，直至断裂（k点）。 Fb oe
拉伸曲线:在开始的Oe阶段,材料处于弹性变形阶段: 超过e点后,除弹性变形外,材料开始产生塑性变形,曲 线在S点处出现一小段水平线段,这种现象称为“屈服” 标志着材料发生微量塑性变形。当拉伸力达到F。后,在 试样的标距长度内某处,横截面发生局部收缩,即产生 “缩颈”现象,此时拉伸力开始减小,故b点为曲线上集 中干预部,直至断裂(k点)
• 拉伸曲线：在开始的 阶段，材料处于弹性变形阶段； 超过e点后，除弹性变形外，材料开始产生塑性变形，曲 线在S点处出现一小段水平 线段，这种现象称为“屈服” ， 标志着材料发生微量塑性变形。当拉伸力达到 后，在 试样的标距长度内某处，横截面发生局部收缩，即产生 “缩颈”现象，此时拉伸力开始减小，故b点为曲线上集 中干预部，直至断裂（k点）。 Fb oe
内力:试样受拉伸力F作用后,导致材料内部之间产生同样大 的相互作用力 应力:单位横截面积上的内力, F 屈服点(屈服极限):金属产生屈服现象时的应力。 /A 屈服强度:工程技术上,般规定,以试样产生的塑性变形伸 艮量达到0.2时的应力,, A 抗拉强度(强度极限):金属拉断前承受的最大拉应力,O O
内力：试样受拉伸力F作用后，导致材料内部之间产生同样大 小的相互作用力 应力：单位横截面积上的内力， 。 屈服点（屈服极限）：金属产生屈服现象时的应力 。 屈服强度：工程技术上一般规定，以试样产生的塑性变形伸 长量达到0．2％时的应力，σ0.2。 抗拉强度（强度极限）：金属拉断前承受的最大拉应力， A = F s s A F o s s = A F o 0.2 0.2 = A F o b b = b
塑性 塑性:金属材料断裂前发生永久变形的能力 ·断后伸长率:试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分 比 100% 由于同一材料用不同长度的试样测得的断后伸长率6数值 不同,因此应注明试样尺寸比例。 ·断面收缩率:试样拉断处横截面积的减小量与原始横截面 积的百分比,平 100% A 强度是表征材料变形抗力指标,而塑性是描述变 形能力的指标
• 二、塑性 • 塑性：金属材料断裂前发生永久变形的能力 • 断后伸长率：试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分 比 • 由于同一材料用不同长度的试样测得的断后伸长率δ数值 不同，因此应注明试样尺寸比例。 • 断面收缩率：试样拉断处横截面积的减小量与原始横截面 积的百分比，Ψ • 强度是表征材料变形抗力指标，而塑性是描述变 形能力的指标。 ( ) 100% 0 1 0 − = l l l ( ) 100% 0 1 0 − = A A A
第二节硬度及硬度试验 硬度:金属材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、 压痕或划痕的能力 布氏硬度试验法 布氏硬度试验的原理:用一定直径D(mm)的 钢球或硬质合金球,以相应的试验力F(N)压入 试件表面,并保持一定的时间,然后卸除试验力 测量试件表面的压痕直径d(mm),用试验力除 以压痕球形表面积A(mm2)所得的商作为布氏硬 度值,符号为HBS(压头为钢球时)或HBW(压 头为硬质合金球时)
第二节 硬度及硬度试验 • 硬度：金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、 压痕或划痕的能力 • 一、布氏硬度试验法 • 布氏硬度试验的原理：用一定直径D（mm）的 钢球或硬质合金球，以相应的试验力F（N）压入 试件表面，并保持一定的时间，然后卸除试验力， 测量试件表面的压痕直径d（mm），用试验力除 以压痕球形表面积A（mm2）所得的商作为布氏硬 度值，符号为HBS（压头为钢球时）或HBW（压 头为硬质合金球时）
第二步,将预选载 荷加到试样上。 第一步,放试样, 使试样与钢球接触。 00 下一步 退出 图示布氏硬度测量动画教学示意图
HBS适用于测量低于布氏硬度值450的材料 HBW适用于测量低于布氏硬度值650的材料。 试验时,根据被测的材料不同,球直径 试验力及试验力保持时间按表-1选择
• HBS适用于测量低于布氏硬度值450的材料； HBW适用于测量低于布氏硬度值650的材料。 • 试验时，根据被测的材料不同，球直径、 试验力及试验力保持时间按表-1选择